Was ist Übermodulation?

Der Wikipedia-Artikel ist sehr kurz und erklärt das Konzept nicht sehr gut, und es gibt keine anderen Websites, auf denen ich eine einfache Erklärung finden kann. Was bedeutet 100% Modulation? Ich verstehe die Grundkonzepte hinter Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und Pulsweitenmodulation, aber ich habe nie wirklich verstanden, was unter dem "Betrag" der Modulation oder Modulationstiefe zu verstehen ist.

Kann jemand bitte etwas Licht in das Thema bringen?

Vielen Dank!

Im Bild unten eine amplitudenmodulierte Sinuswelle:

• 0% unmoduliert, die Sinushüllkurve ist überhaupt nicht sichtbar;
• <100% Modulationstiefe ist normale AM-Verwendung;
• 100% Modulationstiefe, die Sinushüllkurve bei y = 0 berühren. Maximale Modulation, die mit einem Hüllkurvendetektor ohne Verzerrung abgerufen werden kann;
• > 100% Modulationstiefe, "Übersteuerung", die ursprüngliche Sinuswelle kann mit einem Hüllkurvendetektor nicht mehr erkannt werden.

Eine Übersicht der wichtigsten Modulationstiefen (0, 50, 100 und 200%):

Die Animation wurde mit gnuplot mit folgendem Skript erstellt:

unset xtics
set yrange [-3:3]
set samples 10000
do for [d=0:200] { plot sin(2*pi*3*x)*(1+(sin(2*pi*x/10))*d/100) title sprintf("%3i%%",d); }

Eine AM-Übermodulation bewirkt, dass die Trägerwelle ihre Phase invertiert, wenn das Modulationssignal eine Amplitude aufweist, die über einem bestimmten Pegel liegt. Broadcast AM tut dies normalerweise nie, da die Komplexität eines genauen Demodulators für Tausende und Abermillionen von Empfängern zu groß ist.

AM ist nur die mathematische Multiplikation von zwei Signalen, und reguläres Broadcast-AM bleibt als 2-Quadranten-Multiplikator erhalten, während die vollständige Modulation alle vier Quadranten verwendet.

Bei einer 100% -Modulation treibt das Modulationssignal den Träger auf Null und ist theoretisch die maximale Modulation, die von einem normalen AM-Hüllkurvendetektor erfolgreich demoduliert werden kann.

Übermodulation ist für FM-Systeme (im Gegensatz zu AM) eigentlich nicht von Bedeutung. Wenn die Amplitude des Modulationssignals zu groß ist, begrenzt ein anständiger Frequenzmodulator das Signal, so dass die Bandbreite des modulierten Signals im Frequenzspektrum nicht zu weit verschoben werden kann. Tatsächlich wird das Modulationssignal abgeschnitten.

Bei der Amplitudenmodulation wird das Trägersignal abwechselnd über und unter seinem Ruhewert (unmoduliert) angesteuert. Bei 100% Modulation werden die Peaks auf das Doppelte der Ruhepower getrieben und die "Täler" erreichen Null. Wenn der Modulationspegel über diesen Wert hinaus erhöht wird, versuchen die Täler unter Null zu gehen. Da der Leistungspegel nicht unter Null fallen kann, wird das Signal stattdessen abgeschnitten, was zu Verzerrungen führt. Die Spitzen können auch abschneiden, dies hängt jedoch von der Leistungsfähigkeit der Leistungsstufe ab.

Bei der Frequenzmodulation wird durch Überschreiten des geplanten Abweichungswerts ein Signal erzeugt, dessen Bandbreite die Bandbreite übersteigt, für die der Empfänger ausgelegt wurde. Der Empfänger wird verzerrt, weil ein Teil des Signals herausgefiltert wurde und die übermäßige Bandbreite des gesendeten Signals die Sender benachbarter Frequenzen stören kann.